Minimale Voidrate mit Vakuumprozess


Ersa Webinar präsentiert neue Möglichkeiten beim Reflowlöten

Vakuum-Reflowlöten mit der EXOS 10/26 für minimale Voidraten
Vakuum-Reflowlöten mit der EXOS 10/26 für minimale Voidraten
Gesamtansicht Reflowlöten in der SMD-Linie
Teilnehmer beim Ersa Webinar „Herausforderungen: Reflow- und Vakuumprozess
  
 


Weitere Ersa Webinar-Termine

 

Wertheim, 29.05.2020
Für das Webinar „Herausforderungen: Reflow- und Vakuumprozess“ musste Ersa zwei Termine ansetzen, um das kundenseitige Interesse direkt bedienen zu können. Michael Haas, Produktmanager Reflow bei Ersa, konnte so jeweils 40 Teilnehmer zum einstündigen Onlinevortrag begrüßen. Zentrale Themen darin waren die Vakuumkammer und damit verbundene Herausforderungen im Reflowlötprozess sowie Einflüsse auf das Ergebnis, etwa das Vermeiden von Voiding und die Komplexität im Prozess.


Ziel bei jedem Reflowprozess wie bei jedem Lötvorgang sei es, eine optimale Lötqualität zu erzielen. Dies beginnt bereits weit vor dem eigentlichen Lötprozess und wird definiert durch aufeinander aufbauende Schritte wie Layout und Druck der Leiterplatte sowie anschließende Bestückung. Nach dem Lötprozess erfolgt in der Regel eine Qualitätsbeurteilung – durch X-Ray oder in Form einer automatischen optischen Inspektion (AOI), um den abgeschlossenen Lötprozess bewerten zu können. Relevant sind dabei auch physikalische Komponenten wie die Qualität von Leiterplatte und Lotpaste sowie der zu bestückenden Bauteile. Entscheidend ist nicht zuletzt eine homogene Wärmeübertragung im Reflowofen selbst und weitere Randbedingungen im Lötprozess, etwa Spezifikation von Bauteilen und Leiterplatte, Stabilität der Baugruppe (Aufbau, Design, Nutzengestaltung) und einzuhaltende Normen wie J-STD oder IPC.


Ebenso skizzierte Michael Haas ein optimales Reflow-Soll-Profil bestehend aus den Zonen Vorheizung, Peak und Kühlung – wichtige Stellgrößen dabei sind Prozessparameter wie Temperaturprofil, Volumenstrom, Transportgeschwindigkeit für hohen Durchsatz, Kühlung, Prozessgas und Mittenunterstützung, um ein Durchbiegen der Leiterplatte zu vermeiden. Am Ende geht es darum, über die gesamte Baugruppe ein möglichst kleines ΔT zu erreichen. Hierbei empfiehlt sich der Einsatz eines geeigneten Messsystems, das den Durchlauf im Reflowprozess nachzeichnet und den Lötwärmebedarf an Lötstellen und die Bauteil-Wärmebeständigkeit am Bauteilgehäuse misst.


In einem weiteren Themenblock erläuterte der Ersa Reflow-Experte, wie man zu sauberen Lötergebnissen gelangt, um z.B. eine Übereinstimmung mit internationalen Standards wie IPC-A-610 zu erreichen. Dazu wurden gängige Fehlerbilder wie Lotperlen, Brückenbildung, ein unvollständig aufgeschmolzenes Lotdepot und Voids (Einschluss von Luft, Gas oder Flussmittelrückständen in der Lötstelle) anschaulich erläutert.
Besonders Voids können sich negativ auf die Lötstelle auswirken, etwa durch eine Reduzierung von elektrischer Leitfähigkeit und Wärmeübertragung zwischen Bauteil und Leiterplatte sowie eine veränderte Impedanz bei Hochfrequenz-Applikationen. Anteilig entsteht die Voidbildung zu 20% im Reflow- und SMD-Prozess, auf Leiterplatte und Komponenten entfallen 40%, weitere 40% auf die Lotpaste. Durch systemseitigen Einsatz einer EXOS Reflowlötanlage mit integrierter Vakuumkammer lässt sich die Voidrate auf ein absolutes Minimum senken. Ein optimaler Prozess für heutige Reflowprozesse, in denen oftmals doppelseitig bestückte Baugruppen zu bearbeiten sind. Abschließend wurden Detailfragen zu Vorteilen der Vakuumzelle beantwortet.